330kV变电站汇控柜防尘防沙关键技术研究
材料因素。如果柜体材料选择不当，在运行一段时间后由于受环境腐蚀的影响，材料本身的强度和表面光滑度都会下降，从而导致柜体的密封性能逐渐减弱导致沙尘进入。四是设备因素。设备设计之初未能充分考虑西北地区的环境气候特点或工艺上存在的缺陷，这都会导致密封不严。同时，设计结构不方便清扫致使沙尘不断堆积，这也会影响柜内元器件性能。因现有汇控柜防尘防沙性能不良，部分变电站采取了在汇控柜外增加防尘罩的临时措施，对汇控柜的正常使用和美观性造成了不利影响，如图1所示。
2 330kV变电站汇控柜防尘防沙关键技术研究
为彻底解决330kV变电站汇控柜进沙进尘问题，从汇控柜的源头设计角度出发，研究汇控柜防尘防沙关键技术。
2.1 全封闭柜体和内外循环完全隔离的温湿度控制系统
现有汇控柜常见温湿度控制方案为：呼吸器+温湿度控制器+加热器。其缺点为：①汇控柜为非密封结构，细小沙尘会通过呼吸器进入柜内；②呼吸器采用过滤棉，容易被沙尘堵塞，影响空气对流，进而影响温湿度控制效果。常用的呼吸器见图2、图3。
为改进现有温湿度控制柜系统自身的防尘防沙效果，提出了采用电气机柜专用空调器的温湿度控制系统方案。其优点为：①采用空调器后汇控柜可设计为全封闭结构，汇控柜内外空气循环完全隔离，避免沙尘通过温湿度控制系统进入柜内；②空调器具有制冷、加热、除湿功能，可取消汇控柜内加热器。新型温湿度控制系统原理见图4。
2.2 易清扫、全密封内门技术
现有汇控柜内门结构如图5所示，其缺点为：①内门为非密封结构，内门上下左右均存在较大缝隙，缝隙尺寸为几厘米至十几厘米，当打开汇控柜外门对内门上元器件进行操作时，沙尘易通过内门缝隙进入柜内；②内门与外门之间为下凹结构，积累沙尘后不易清扫。
改进后的汇控柜内门结构如图6所示，其优点为：①内门为全封闭结构，即内门上下左右均不存在贯通性缝隙，防止沙尘通过内门缝隙进入柜内；②内门下部与柜体之间设计有“积尘平台”，方便清扫积累的沙尘。
2.3 采用圆角矩形外翻边结构的柜门密封结构
为提高外门密封性能，汇控柜已经开始采用“外翻边框架+Ω型密封条”的设计方案。该方案理论上具有优良的防尘防水性能，但目前汇控柜柜门密封条拐角处为直角结构，密封条安装后容易产生褶皱，影响柜门密封效果，如图7所示。为解决现有汇控柜外门密封设计缺陷，对外翻边框架进行设计改进及制造工艺改进，转角处采用大圆角结构，使密封条圆滑过渡，不易产生褶皱，从而提高汇控柜外门的密封效果，如图8所示。
2.4 电缆进线孔模块化密封技术
现有汇控柜电缆进线孔采用单一矩形开孔，开孔面积大，防火泥缺少有效支撑，容易产生塌陷和裂缝，影响汇控柜密封效果，沙尘可能从汇控柜底部进入柜内，如图9所示。
本项目汇控柜电缆进线孔采用分块密封技术，可根据现场实际电缆数量和走线位置，灵活控制电缆孔大小，便于后期防火泥施工，提升电缆孔密封效果，如图10所示[2]。
2.5 外门多点固定技术
现有汇控柜门轴一般采用两点固定方式，门锁采用单点、两点、三点固定方式，柜门可能因受力不均而产生变形，影响柜门密封效果，如图11所示。改进后的汇控柜门轴和门锁均采用四点固定方式，柜门受力均匀，不易变形，提高了柜门密封效果。
3 新型330kV汇控柜样机试制及试验验证
基于汇控柜防尘防沙关键技术研究成果，完成了新型330kV汇控柜样机试制，样机外形尺寸为宽1 600mm，深900mm，高2 000mm。为实际验证新型330kV汇控柜样机的防尘防沙性能，委托西安高壓电器研究院进行了防尘试验。试验按照GB 4208—2008规定的最高防尘等级IP6X进行[3]，试验顺利通过，见图12。考虑到汇控柜需应用于户外，一并进行了IPX5防水试验，试验顺利通过，如图13。防尘防水试验顺利通过，证明新型330kV汇控柜样机具备了最高的防尘性能且能应用于户外雨水环境中。
4 结论
通过对中国西北地区330kV变电站的实地调查，找出汇控柜进尘进沙的原因，提出汇控柜防尘防沙关键技术，研制出新型330kV汇控柜样机，对汇控柜样机进行了防尘防水试验。试验结果表明：通过改进汇控柜设计方法及制造工艺，可有效提升汇控柜的防尘防沙性能，研制的新型330kV汇控柜可以满足西北大风沙地区的使用需求。以330kV变电站汇控柜为例进行研究，其成果可向其他电压等级和密封装置推广应用，对提高电网运行的可靠性具有现实意义。
参考文献：
[1]国家电网公司，智能变电站智能控制柜技术规范：Q/GDW 1430—2015[S].北京：中国标准出版社，2015.
[2]The National Electrical Manufacturers Association.IEC 60529—2004，Degrees of protection provided by enclosure （IP code）[S].2001.
[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，外壳防护等级（IP代码）：GB 4208—2008[S].2008.
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